超高频无源标签芯片测试方法研究

目的是完成超高频无源标签芯片测试中的步骤、条件、影响因素和注意事项的标准化工作，为相关标准引入国军标的决策提供支撑。通过调研国内超高频无源标签芯片的需求和研制现状，汇总分析目前国军标中标签芯片的性能评价试验要求。会同国内主要的标签芯片设计厂家研究标签芯片性能的测试方法，进而形成了《超高频无源标签芯片测试方法（草案）》的标准文本，并基于此标准草案组织了国内首次超高频无源标签芯片的比对测试。测试结果表明，目前国内自主研制的超高频无源标签芯片读灵敏度在高低温条件下可以做到小于-13 dBm，写灵敏度小于-11 dBm，最大工作功率大于20 dBm，与国际主流芯片的指标仍存在提高的空间。通过对测试结果的分析，认为制定的测试方法基本可以全面反映芯片的性能，可以作为一种标准方法加以固化，供设计、生产、应用单位加以使用。     

应用于2.4GHz射频能量收集的微带圆极化整流天线

设计了一款应用于2.4GHz射频能量收集的微带圆极化整流天线。该整流天线由接收天线和整流器组成,接收天线采用双馈电带环形槽微带天线,整流器由单级倍压整流电路和匹配电路组成。经加工测试,接收天线实现了双向辐射圆极化波,并且能覆盖目标频段2.4 GHz,增益为3.72 dBi,效率为89.6%。整流器在负载为1 k?、输入功率为-2 dBm、频率为2.4 GHz时,转换效率η达到最大值38%。最后,将整流器和接收天线相连成整流天线,在射频信号较多的室内进行实验测量时,测得输出电压为26 mV,验证了该整流天线在低功率条件下在2.4 GHz频段内具备较高的整流效率。     

同步整流芯片IR1167在变压整流器中应用

本文介绍了高效率同步整流技术在航空变压整流器的应用。阐明了同步整流驱动芯片IR1167的工作原理,着重分析了降低同步整流损耗的一种新型驱动电路。     

基于IR1167同步整流器的新型高效整流桥设计

介绍了一种同步整流技术在整流电路中的应用。以IR1167作为控制芯片来驱动同步整流MOSFET,以达到降低功耗,提高整流效率的目的。分析了新型高效整流电路的工作原理,并给出了相关的设计公式。制作了一个略小于500 W的实验室样机对理论分析进行验证。试验结果表明,设计出的样机具有较高效率和较小体积,在主开关管不加笨重的散热器时仍能正常运行。     

基于隧道磁电阻效应的宽频带电流无线测量装置

宽频带电气量数据包含大量故障暂态信息,传统互感器带宽受限难以精确全面地测量宽频暂态信号。针对该问题,提出一种含精确时标的非侵入式电流测量方法并设计原理样机。通过隧道磁电阻(TMR)芯片测量线路电流感生磁场,根据被测导体与TMR传感器的相对位置计算变比并通过微处理器进行录波和读数。设计低噪声、可变增益的传感器模组电路和暂态录波无线测量传输模组电路,精确感知宽频信号;根据传感器实际安装位置推导传变关系式,实现对一次电流的精确计算。搭建测试平台对测量装置直流、交流及暂态信号传变能力开展测试,在10 kV配电网进行接地故障电流测量对比实验。分析了影响磁阻传感器测量精度的主要因素,结果表明其直流和工频信号测量误差小于1%,高频信号测量误差小于3%。     

低电压大电流整流电源并联供电

介绍了低压大电流整流电源的特点和组成,为了提高整流效率,应采用双反星形整流电路,介绍了此电路的工作原理.与之匹配的整流变压器有两种型式:传统的双反星带平衡电抗器整流变压器和三相5柱整流变压器,并介绍了后者的工作原理.当晶闸管双反星形整流器配置了三相5柱整流变压器,在多台并联运行时直流输出电流会发生剧烈振荡,详细分析了振荡的原因和改进的措施.     

车辆管理RFID标签电源低功耗研究

论述了射频识别技术(RFID)的分类与无源RFID标签的总体架构,在此基础上分析了电源产生电路对RFID节点低功耗的影响因素,着重对整流电路对RFID芯片低功耗的影响及基准稳压电路对节点低功耗的影响进行了定量的功耗分析,提出了提高整流电路效率和基准稳压电路稳定性的措施和手段,从而提高了RFID电源产生电路的供电效率.     

基于EL7558BC的DC／DC变换器的设计与实现

对HSOP封装的EL7558BC降压型开关整流器芯片的使用特点进行了分析，给出了利用该整流器芯片设计DC／DC变换器的外围电路和设计方法。并通过实验验证了该设计方法。     

基于变参数和积分分离PI控制的大功率整流器研究

针对现有电解槽用极化电源大部分采用单片机及模拟电路控制和晶闸管相控整流技术方案的不足,提出一种采用二极管整流-Buck降压斩波的整流器主电路,控制部分采用DSP为控制器,软件实现采用变参数和积分分离PI控制算法的大功率整流器方案。阐述了系统方案的设计、主电路设计及原理分析、系统控制方案的设计以及控制算法分析与软件实现,并进行了系统仿真。仿真结果表明:采用该方案的整流器,电源输出稳定性和控制准确度得到明显改善,并能有效提高功率因数和变流效率,具有良好的应用前景。     

发动机进气可调导流叶片转角检测系统设计与实现

介绍并比较了三种自整角传感器角度测量方法的原理、特点,并选用数字测量计算法实现进气可调导流叶片转角检测系统。重点介绍了检测系统硬件部分的正余弦分解器、相敏整流器、滤波、信号测量等模块电路的设计和软件部分的准确计算角度的方法。实际使用结果表明：设计的转角检测系统角度测量最大误差为-0．4度,满足误差绝对值小于1．0度的要求。此外,该系统经简单改进后还可用于发动机喷口直径的测量。     

多标签环境下RFID系统的受限链路

密集布放标签时,UHF RFID 标签之间存在耦合,导致系统性能的下降。标签接收到的阅读器发射功率小于耦合标签的激活功率,或者阅读器接收不到标签的反射信号,阅读器和标签之间不能正常通信。本文首先从理论上推导出了标签耦合时前后向链路的性能,并仿真了标签耦合时的增益以及散射面积等因素,然后用前后向链路最大读取距离比值法分析判断出了 RFID 的受限链路,最后用天线探针的实验方法证明了结论。该结论对阅读器天线的选取、正确摆放标签的位置以及提高 RFID 系统的读取性能有着重要意义。     

UHF RFID温度标签的研究及其在开关柜温度监测系统中的应用

针对开关柜高温故障问题,分析了现有开关柜温度检测方法存在的不足。通过研究标签的结构和天线特性,设计了一种柔性抗金属UHF RFID温度标签,并以该温度标签为基础,设计了超高频阅读器、无线中继器及系统软件,搭建了开关柜温度监测系统。系统在冀北张家口供电公司赵川220 k V变电站实验验证,证明了系统可以根据温度标签的EPC编码精准定位被测点、温度标签无电池或爬电安全隐患且能真实反应被测点温度,系统具有复制统推意义。     

疫苗冷链运输中多环境交互作用时 RFID 系统分析与测试

针对UHF RFID标签在疫苗运输密集环境下性能受互耦效应和液体环境影响的问题,从单标签在液体环境中阻抗变化的角度,基于电感耦合模型,利用二端口网络分析方法,推导出临近液体干扰和标签互耦效应作用下标签的互阻抗和功率传输系数的计算表达式。利用控制变量法设计仿真实验和实际测量,仿真测量结果表明,在多环境交互作用下,液体环境主要对标签的实部产生影响,标签的互耦效应主要对标签阻抗虚部产生影响;研究结果对标签设计以及标签在疫苗冷链运输中的应用有一定的指导意义。     

900 MHZ radio‐frequency identification rectifier with optimization and reusing of electro‐static discharges protections in 180 nm digital CMOS technology

Sensitivity and electro‐static discharges (ESD) protection level are crucial parameters for any Ultra High‐Frequency (UHF) power rectifier–harvester designed for radio‐frequency identification (RFID) devices. While sensitivity limits the reading range of the interrogator‐to‐tag communication link, the requirement for an adequate protection against ESD is enforced in commercial devices connected to a printed antenna. Both resistive and capacitive parasitics of the protection circuits severely affect RF performance of the device. In the paper, a rectifier for UHF RFID embedding an ESD protection for 2 kV human‐body discharge model (HBM) level is proposed. The target of a low added parasitic capacitance is achieved by adapting the protection circuit to the RFID rectifier and reusing the ESD clamp for additional functions being mandatory in a UHF RFID front end. The layout of the ESD clamp has been optimized for minimum parasitic resistance without sacrificing the protection level. Two UHF harvesters were implemented in a 180 nm digital complementary metal‐oxide semiconductor (CMOS) technology, featuring a minimum sensitivity of ?15.5 dBm with an ESD protection level of 2 kV HBM. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种宽频带RFID阅读器天线的设计

UHF RFID标签在密集布放环境下,会由于标签天线间的互相影响,使工作频率发生偏移,造成系统漏读.因而本文设计了一款新型的圆极化阅读器天线,该天线工作在UHF频段,具有小型化、高增益、宽频带的特点.其中主辐射圆形贴片通过4个探针与微带匹配网络上下相连,匹配网络的引入提高了天线的圆极化轴比和工作带宽.仿真结果表明,该天线在UHF频段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为13％和5％,增益高达9.4 dBi.在空旷的环境下,对密集布放的多个RFID标签进行读取测试.实验表明,运用宽频带的RFID阅读器天线可以有效地提高标签的读取率.     

频率合成器设计

文中介绍KB8825芯片的性能及特点,并阐明利用该芯片设计UHF频段频率合成器的方法.该频率合成器具有较低的相位噪声、很高的频率稳定度,它在无绳电话、WLAN、对讲机等移动通信领域有广泛的应用.     

UHF RFID密集标签互耦效应的频移特性研究

针对U H F RFID密集环境下标签性能受互耦效应影响的问题,从天线阻抗频移特性的角度对标签间互耦效应进行研究。首先基于电感耦合型标签天线的结构和电路模型,分析带有弯折辐射体结构的标签天线互相耦合时阻抗的频率特性,并通过仿真计算验证了天线阻抗向低频偏移的结论。进一步结合理论和仿真数据分析互耦效应的频率特性,得出天线阻抗的频率偏移导致目标标签的功率传输系数也相应地向低频偏移的结论,从而导致标签的读取性能不稳定。结论对密集标签的性能研究具有指导意义。     

基于无源RFID的混凝土湿度监测技术研究

湿度控制是混凝土早龄期控制开裂的重要措施,由于混凝土是有损多相复合材料,文中首先具体分析了电磁波在混凝土中的损耗,确定了标签可正常工作的基本条件,然后介绍了一种用于混凝土湿度监测的无源射频识别(RFID)传感器标签,该RFID传感器标签是基于超高频(UHF)的EPC-2通信协议,且工作于无源模式下,并具体介绍了传感器结构、接口电路和整流模块。后期实验对所设计的湿度传感器进行了性能测试,结果显示该湿度传感器具有良好的线性度和稳定性。与传统湿度测量的结构相比,所设计的无源RFID湿度传感标签具有低成本以及低功耗的特点。     

An ultra low-voltage, low-power baseband-processor for UHF RFID tag

A novel ultra low-voltage, low-power baseband-processor for UHF radio frequency identification (RFID) tag is presented here. The baseband-processor is compatible with the EPC™ class-1 generation-2 (C1G2) UHF RFID protocol, and fits the requirements of ultra low-power of passive tags. Based on the analysis of the special power consumption of the tag, a new architecture is proposed. A novel scheme for generating pseudo-random numbers as well as a new method of partial-decoding is developed. Besides, other low-power techniques are also adopted for the special baseband-processor which implements complex functions, such as encoding/coding, anti-collision and authorization scheme, and reading/writing operation to EEPROM. The chip was fabricated in 0.35 μm 1P3M standard CMOS process. Experimental results show that it achieves low power operation of 3.15 μW @ 1.5 V with the core area of 1.1 mm × 0.8 mm. __________ Translated from Chinese Journal of Semiconductors, 2006, 27(10): 1866–1871 [译自: 半导体学报]